なんと難しいタイトルをつけてしまった。（汗）
このサイトで言いたいことを簡潔に書いておこう。と思って書いてます。
そもそも非重力理論てなんだ！と云う話ですが、「重力はないんじゃね」と云うことです。
おいおい、何をおっしゃるウサギさん、と言われそうですが、
当てずっぽうではありませぬ。
思いついたのは、月のエキセントリックな軌道を研究している最中でした。
そこで、どうして、月の軌道から、非重力理論にたどり着いたかを説明したいと思います。
（「思います」は自信ねええんじゃないの。「します」だろ！）
まあ、細かいことはさておいて、とりあえず、
月のエキセントリック軌道について説明していきます。
まずは実際に起こっている現象から、お聴きください。
本サイトでもモデリングのブログで詳細を載せてあります。
月のエキセントリックな軌道
改めて、月は非常にエキセントリックな軌道を動いています。
エキセントリックな軌道の一番目は、
近地点、遠地点の距離が一定でない上に、
近地点が移動していることです。
これは、X軸が時間でY軸が地心距離です。
地心距離とは、地球の中心から月の中心までの距離です。
グラフを見ると、360,000Kmから370,000Kmあたりが近地点で、
地球に近づいたり、遠のいたりしています。
一番近づいた時をスーパームーンと呼ぶ時もあります。
近いから大きく月が見えるからです。
スーパームーンは、最近一般的に使われている名前ですが、正式名ではないようです。
そして、405,000Kmあたりで地球から近づいたり遠のいたりしているのが遠地点です。
近地点ほどの大きな差はありませんが微妙に近づいたり遠のいたりしています。
アッ！言い忘れましたが、
このデータは、国立天文台の地心距離のデータからEXCELを使って作成したリアルなデータです。
大体の月の動きが分かっていただければOKです。
ここまでは事実です。
エキセントリックな軌道の理由は
月のエキセントリックな軌道の原因は。国立天文台のサイトでは、
「太陽の影響」と言っています。
詳しくは、国立天文台のサイトトを見てください。
しかし、太陽の引力で説明すると、かなり無理がある箇所があります。
例えば、「地球が月をとどめておけるのは、
地球も月もともに太陽に引っ張られているからで、
太陽が地球を引っ張る引力で
太陽が月を引っ張る引力を相殺した分よりは、
地球が月を引っ張る引力が大きいからです。」
と云う説明があります。
概算で計算してみると
相殺(太陽が地球を引っ張る引力(F1) – 太陽が月を引っ張る引力(F2))は、
地球が月を引っ張る引力(F3)の170倍くらいあります。
ですので、国立天文台のロジック通りだとすると月は太陽の方に落ちていく（太陽の周りを回る）が正解になります。
しかし、月は地球に落ちていくと言っていますので、
この時点で説明が破綻しています。
と云うことは、
太陽は月を引っ張らないと云うことです。
従って、月は太陽の影響を受けないと云うロジックならば、
月が地球の周りを回ると云う説明ができます。
月は太陽の影響を受けないとすると、「摂動」「出差」「二均差」などの事象は起きないと云うことです。
そこで、親子理論の登場
月のエキセントリックな軌道は、
太陽の影響を受けないと言ってしまいましたが、
月は、地球の周りを回っていながら、
地球と共に太陽の周りを回っています。
そこで、考えたのが、エネルギーの継承です。
つまり地球は太陽からエネルギーが継承されます。
エネルギーとざっくり言ってしまいましたが、
太陽が銀河中心の周りを回るエネルギー位に考えてもらえばいいと思います。
そうすると、太陽は銀河の中心と同じように動きます。
すなわち太陽から見ると、銀河の中心は止まっているように見えます。
その継承されたエネルギーに銀河の周りを回るエネルギーがプラスされているので、
銀河の周りを回ることができるとします。
地球は、銀河から継承されたエネルギーを持った太陽のエネルギーが継承され、
地球から見た太陽は止まっているように見えます。
地球はさらに
太陽から継承されたエネルギーにプラス太陽の周りを回るエネルギーを持って
太陽の周りを周ります。
月は地球のエネルギーが継承され、
さらに地球の周りを回るエネルギーを持って地球の周りを回ります。
月から見た地球は止まっている世に見えます。
このエネルギーの継承することにより、
親は止まっていると仮定しても問題ないからです。
月の親は地球、地球の親は太陽、太陽の親は銀河中心という形になります。
親子関係は、天体同士の関係が「ツリー構造」になります。
ちなみに、万有引力は、全ての天体が絡み合った「ネットワーク構造」になります。
また、子から見た親は止まっているように見えるので、
慣性が働いているように見えるので、
これを「軌道慣性」と呼ぶことにします。
では、親子はどのようにして決めるのでしょうか。
親子判定！
天体の力がどこまで及ぶのかというヒル球があります。
これは、運動していない物体に対して、天体と天体の間に物体の重力がおよぶ範囲を示した式です。
しかし、これでは、例えば月と地球と太陽の３者の位置関係が一通りしか考慮されていません。
そこで、親子理論で考えてみます。
例えば、月と地球と太陽を考えてみます。
月は太陽の影響を考えなくていいので、親子理論では、地球と月だけの関係のみを考えます。
（摂動もありません）
そうすると、親子関係に必要な要素は、地球と月の距離と月の速度になります。
地球と月が宇宙に存在することによって発生し、
距離によって大きさが決まるエネルギーを「静的エネルギー」と呼ぶことにします。
このエネルギーは、親子関係がある天体の固有の値になります。
ニュートンは、天体間の力は距離の２乗に反比例すると言っていますので、
積分されたエネルギーは距離に反比例することになります。
この静的エネルギーは、親天体の方向に子天体を動かすエネルギーになります。
子を離さない親の気持ちのようなものです。
しかし、子はわがままで、親から離れようとします。
これが先ほど出てきた速度による「動的エネルギー」です。
この「静的エネルギー」と「動的エネルギー」のバランスが軌道になります。
両方が等しければ、「円軌道」になります。
しかし、月の動的エネルギーが大きくなっていくと、
仕舞いには地球を離れて、太陽が親になってしまいます。
この離れていく動的エネルギーは、
月が円軌道を描いている静的エネルギーの２倍の動的エネルギーの時に、
親が変わります。
そこで、親が変わるエネルギーで親判定をします。
ここで、動的エネルギーが静的エネルギーの２倍未満の時はどうなるかというと、
円軌道を中心とした楕円軌道になります。
なんだ、円軌道を中心としたって。と思うと思います。
そもそも、ケプラーの第一法則では、
「天体の軌道は楕円軌道で円軌道はその特殊な場合」と言っています。
では、楕円軌道について少し考察してみます。
楕円軌道
ケプラーの師匠であるティコ・プラーエは、天体は絶対円軌道上を動いているはずだと思い自分の観測したデータから天体軌道を計算しましたが、ぴったり合いませんでした。ケプラーは、その膨大なデータから天体の軌道を楕円軌道と推測しました。
まあここまでは、いいのですが、ケプラーは、中心天体は楕円の２つの焦点のうちどちらかに存在すると考えました。そのため楕円軌道の中心と中心天体の位置は焦点距離分ずれていました。またケプラーの第３法則では、なぜか長半径を使って方程式を作りました。なぜ短半径じゃないのかというと短半径ではぴったり計算が合わなかったからだと思いますが。
そこで楕円軌道を考察し直しました。
まず、天体の中心と軌道の中心を合わせます。（例えば太陽）そして、長半径の円を天体中心から描きます。（例えば太陽から地球の距離）これで、周回している天体（例えば地球）は円軌道上を動きます。これで、ケプラーの第３法則通りになります。
またニュートンの万有引力の方程式の分母の距離も長半径なので、両方の法則を満足することができます。しかし、実際は楕円軌道です。そこで、この円軌道を中心として軌道周期と同じ単振動周期で、振幅が焦点距離の円軌道と単振動の合成軌道を考えます。そうすると、楕円軌道になります。すなわち、円軌道ベースなんだけれども、何らかの原因で、単振動が加わり、見かけ上楕円軌道になったと考えれば、ケプラーの法則もニュートンの法則も満足できるということになります。
そして、ティコ・プラーエの円軌道に拘った意味もなんとなくわかります。ティコ・プラーエは、まさか見かけ上楕円軌道とは思わなかったと思います。
下の写真はティコ・プラーエです。
円軌道がベースということになると、
周回天体（例えば地球）は、
「静的エネルギー」と「動的エネルギー」が’バランスする位置に
移動しようとすると考えられます。
これは、「猫のチャーが居心地のいい坊さんのふかふかの座布団に鎮座する」のと同じです。
多分。
上図だと、半径aの円軌道上を動いていた天体が、
なんらかの原因で半径bの円軌道になり、
その円軌道を中心に、振幅fの単振動をして楕円軌道になったというを表しています。
中心の円軌道のことを「基準軌道」と呼びその半径を基準軌道半径と呼ぶことにします。
では、なんらかの原因とはなんでしょうか。
単振動の原因とは！
いろいろ考えられますが、
とりあえず、天体同士の衝突が原因の一つではないかと思います。
つまり、衝突により動的エネルギーが増減し、
上図ではエネルギーが増えて基準軌道がbに移動し、
元の基準軌道aから基準軌道bへ移動した距離の振幅で
単振動をするようになったと考えられます。
そして見かけ上楕円軌道に見えるということです。
では、衝突のメカニズムを考察します。
衝突による楕円軌道
ニュートンの振り子を思い出してください。
一番端の玉がその次の球に当たると、
最終的に反対側の球がはじき飛ばされます。
これはエネルギーが球を伝達したということです。
つまり衝突によりエネルギーが増加したわけです。
天体でも同様に、天体同士が衝突すると、
衝突された天体のエネルギーが増加します。
つまり、動的エネルギーが増加するわけです。
その時の衝突された天体の振る舞いを考えてみます。
基準軌道で天体は動いています。
つまり、静的エネルギーと動的エネルギーがバランスされている状態です。
そこに「衝突によるエネルギー」が増加されたとします。
これを「衝突エネルギー」と呼ぶことにします。
衝突エネルギー分静的エネルギーと釣り合わなくなります。
そのため、衝突された天体は、
静的エネルギーと動的エネルギーがバランスする場所に
基準軌道を移動しようとします。
衝突エネルギーを消費してバランスする方向に移動することになります。
衝突エネルギーが増加した場合は、
中心天体より遠のく方向に移動して、
衝突エネルギーを消費します。
衝突された天体が遠のくと、
静的エネルギーも距離に反比例して減っていきます。
そして釣り合う場所は、
衝突した位置の静的エネルギーがら衝突エネルギーを差し引いた位置になります。
基準が静的エネルギーで、
動的エネルギーの作用反作用（力の作用反作用のエネルギー版）によって
衝突エネルギーが減衰してゼロになります。
図にすると、このようになります。
上図では、青線が静的エネルギー、赤線が動的エネルギーになります。
そして、上図では、
aの位置で衝突し、衝突エネルギーをIa として減衰し、
bの位置で衝突エネルギーがゼロになる様子を表しています。
aからbに基準軌道が変わったため、
反動で、移動した分反対側cまでに移動して、
またbに戻ってきて単振動を繰り返すということになります。
すなわちこの基準軌道bを中心に
振幅b ~aの単振動をするようになり、
見かけ上楕円軌道になります。
これを時系列に表すと次のようになります。
（時間的な流れからすると正確な単振動にはなりませんが、イメージです）
しかし、この地心座標は、エキセントリックな軌道ではありません。
普通の楕円軌道です。
一旦ここで整理してみます。
今までの内容を整理してみます。
（１）月はエキセントリックな軌道上を動いている。
（２）エキセントリックな軌道は、遠地点と近地点が変動している。
（３）エキセントリック軌道の原因は太陽の引力ではない
（４）地球と月は親子関係にある。そして月は地球の慣性軌道情にある
（５）楕円軌道は円軌道と単振動の合成軌道である
（６）楕円軌道の原因の一つは衝突である
（７）衝突時に衝突された天体の動的エネルギーに衝突した天体の衝突エネルギーが加算される
（８）加算された衝突エネルギーがゼロになる位置まで衝突された天体jは移動sる
（９）衝突された天体は衝突エネルギーがゼロになる位置を中心に単振動する
というのがざっくりな話でした。
では次はエキセントリックな軌道の原因について、説明します。
エキセントリックな軌道の原因。
エキセントリックな軌道の原因は、
結論から言うと、
小惑星との大きな２度の衝突によるものです。
（実際は、もっと細かい衝突があったと推測されます）
当初月は円軌道上を動いていました。
そこへ小惑星などが衝突しました。
衝突の結果、楕円軌道になりました。
しばらくして、また月へ小惑星が衝突しました。
その結果、最初の楕円軌道が衝突した位置で、
２つに別れて遠点と近点で単振動するようになりました。
ところが、
当初の公転周期と2回目の衝突後の公転周期に差ができたため、
その差で唸りが発生しました。
これを、二重衝突による「唸り軌道」と呼ぶことにします。
これをもとに計算すると、
月のエキセントリックな軌道を説明することができます。
これが、エキセントリックな月軌道の原因です。
※詳細はこのブログを参照ください。
とすると、特に太陽の影響を考えなくても、
ある程度正確に月のエキセントリックな軌道が推測できます。
また、重力や引力を考えてなくても良いとことになります。
これが非重力理論に気がついた理由です。
長くなりました。
No responses yet